Funcionamiento de un motor de gasolina de 4 tiempos

MOTOR TÍPICO DE GASOLINA DE CUATRO TIEMPOS
Ciclos de tiempo del motor de combustion interna


Los motores de combustión interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos, siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los más comúnmente utilizados en los coches o automóviles y para muchas otras funciones en las que se emplean como motor estacionario.

Una vez que ya conocemos las partes, piezas y dispositivos que conforman un motor de combustión interna, pasamos a explicar cómo funciona uno típico de gasolina.

Como el funcionamiento es igual para todos los cilindros que contiene el motor, tomaremos como referencia uno sólo, para ver qué ocurre en su interior en cada uno de los cuatro tiempos:

Admisión

Compresión

Explosión

Escape



Ciclos de tiempos de un motor de combustión interna: 1.- Admisión. 2.- Compresión. 3.- Explosión.
4.- Escape. (Clic sobre la imagen para ver el motor funcionando).



Funcionamiento del motor de combustión interna de cuatro tiempos


Primer tiempo

Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la válvula de admisión se encuentra abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.

Segundo tiempo

Compresión.- Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.

Tercer tiempo

Explosión.- Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.

Cuarto tiempo

Escape.- El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la atmósfera por un tubo conectado al múltiple de escape.

De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se detenga el funcionamiento del motor.

CICLO OTTO

El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce también como “motor de ciclo Otto”, denominación que proviene del nombre de su inventor, el alemán Nikolaus August Otto (1832-1891).

El ciclo de trabajo de un motor Otto de cuatro tiempos, se puede representar gráficamente, tal como aparece en la ilustración de la derecha.



Esa representación gráfica se puede explicar de la siguiente forma:

1. La línea amarilla representa el tiempo de admisión. El volumen del cilindro conteniendo la mezcla aire-combustible aumenta, no así la presión.

2. La línea azul representa el tiempo de compresión. La válvula de admisión que ha permanecido abierta durante el tiempo anterior se cierra y la mezcla aire-combustible se comienza a comprimir. Como se puede ver en este tiempo, el volumen del cilindro se va reduciendo a medida que el pistón se desplaza. Cuando alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) la presión dentro del cilindro ha subido al máximo.

3. La línea naranja representa el tiempo de explosión, momento en que el pistón se encuentra en el PMS. Como se puede apreciar, al inicio de la explosión del combustible la presión es máxima y el volumen del cilindro mínimo, pero una vez que el pistón se desplaza hacia el PMI (Punto Muerto Inferior) transmitiendo toda su fuerza al cigüeñal, la presión disminuye mientras el volumen del cilindro aumenta.

4. Por último la línea gris clara representa el tiempo de escape. Como se puede apreciar, durante este tiempo el volumen del cilindro disminuye a medida que el pistón arrastra hacia el exterior los gases de escape sin aumento de presión, es decir, a presión normal, hasta alcanzar el PMS..

El sombreado de líneas amarillas dentro del gráfico representa el "trabajo útil" desarrollado por el motor.

Gasolina vs diesel...cual me conviene...?

Te has preguntado alguna vez...que te conviene mas...? a la hora de comprar un vehiculo o cambiar el que tenemos...siempre es bueno saber algo al respecto para tomar la mejor desicion... ¿Necesito un diésel o me compro un gasolina? Si lo miramos desde el punto de vista terrenal, los puristas se decantarán por el gasolina, pero si lo miramos desde el punto de vista económico, hay que comparar una serie de datos para saber cual nos conviene.

Los gustos personales son una opción, pero aquí ya no se miraría el ahorro económico, así que eso lo descartamos a la primera de cambio. Ahora bien, si lo que quiero es gastar menos en el día a día, ¿qué factores debo tener en cuenta para hacer una elección acertada?

Lo primero y principal es saber que uso le voy a dar al coche. Si mi kilometraje anual no supera los 10.000 km, definitivamente no te hace falta un diésel, estarías tirando el dinero por el sobreprecio del coche y del combustible. En el lado contrario, si haces, por decir una cifra, 60.000 km/año el gasolina no es lo tuyo. Con tantos kilómetros anuales, la diferencia de precios se amortizará enseguida.

Ambos casos son los dos extremos de la balanza, así que vamos a poner un ejemplo más terrenal y lógico. Digamos 25.000 km al año. Una cifra creo que normal y para nada descabellada en ninguno de los dos sentidos, ni muchos kilómetros ni pocos. Aquí es donde hay que mirar con lupa los precios finales del coche, para saber si nos sale rentable o no un diésel.

Con tanta variedad de vehículos, es difícil decir que modelos son rentables o no. Lo mejor, sin ningunda duda, es acudir a una calculadora de consumos y precios para asesorarnos sobre cual será la opción correcta. Pero ojo, no nos engañemos a nosotros mismos. Aquí deberíamos poner el precio final de coche, incluso los intereses pagados por la financiación.

Me explico. Si financiamos el precio total del coche no pagaremos lo mismo por una financiación a 5 años de 12.000 euros, en el caso del gasolina, que si finaciamos 14.000 euros manteniendo la misma couta mensual. Está claro que pagaremos 2.000 euros más, a los que hay que añadir los intereses generados por ese sobreprecio. Si aumentamos la couta mensual del diésel, también podemos aumentar la del gasolina, no nos engañemos a nosotros mismos.

Una vez hecho esto, añadimos los datos de los consumos. Aquí, a favor de diésel debemos decir que las cifras que aparecen en las fichas técnicas de un diésel se ajustan más a la realidad que las de un gasolina. El consumo homologado en un diésel siempre será más fácil de conseguir que en un gasolina. Cosas de motores, eficiencia y demás. Para obtener unas cifras más cercanas a la realidad, lo mejor sería aumentar en 0,5 L/100 km el consumo del diésel y 1 L/100 km el del gasolina.

Otro punto a tener en cuenta son los modelos exentos del impuesto de matriculación, donde también ahorraremos un buen pico eligiendo uno de ellos. Aquí, nuevamente salen ganando los diésel frente a los gasolina. Pero poco a poco, con los nuevos motores de baja cilindrada y turboalimentados gasolina, la cosa se irá equiparando más, con más opciones para ambos casos.

Pasemos al siguiente paso. Llamadme quisquilloso, pero son datos que también hay que tener en cuenta y mucha gente no los mira. Que no pagemos algo a tocateja cuando hemos pagado el coche no significa que eso no salga de nuestro bolsillo. Por ejemplo, como me gusta decir a mí, los diésel se suelen endulzar en los concesionarios y alguna cosita más. En mi caso, cuando compré mi coche actual (hablamos de 2002), la diferencia de precios era de unos 3.000 euros con un equipamiento diferente. Mi coche llevaba más equipamiento en general, pero el diésel tenía extras diferentes.

Por ejemplo, las llantas era de 17 pulgadas con neumáticos de perfil bajo y más anchos. ¿Y esto a que viene? Pues que si comparamos precios entre unos neumáticos normales y unos de corte más deportivo como eran éstos, nos encontraremos una diferencia de precios de cerca de 400 euros en cada cambio de neumáticos. 100 euros por neumático es una cifra a tener muy en cuenta.

Por otro lado tenemos los impuestos de circulación. En mi caso, comparado con un coche diésel de similar potencia, pago menos de la mitad anualmente. Es decir, 133 euros frente a 61 euros. Todos los años. Esto se debe a que el impuesto de matriculación se paga en base a la cilindrada del motor y un gasolina normalmente tiene una cilindrada menor que su equivalente en diésel.

Luego están las revisiones anuales, más caras en un diésel que un gasolina. O el mayor precio de diésel respecto al de la gasolina, tendencia que no se prevee que cambie en un futuro próximo. Y seguimos añadiendo con cuentagotas pequeños costes que a priori parece que no hay que tenerlos en cuenta, pero que salen todos de nuestro bolsillo.

Para finalizar, la vida útil que le daremos al coche. Debemos tener también en cuenta que un coche diésel se deprecia menos que un coche de gasolina, debido a la mayor duración del motor y su mayor kilometraje final. Si es un coche para cambiar en dos o tres años, igual compensa sacrificar algo de lo antes mencionado por el precio de reventa.

Con esto no quiero posicionarme a favor o en contra de una motorización específica, aunque parezca que me decanto por el gasolina. No, ni mucho menos. Lo único que quiero decir es que hay que hacer un examen muy exhaustivo de todos los pequeños costes que acarrea el mantenimiento de un coche, no hay que mirar sólo el precio final de coche y su consumo.

Un último aviso. Todo lo anterior hay que tenerlo en cuenta siempre y cuando el modelo diésel sea más caro que el gasolina. Si el modelo con motorización diésel tiene un precio más bajo, vale lo mismo o supera por poco (unos 600 euros) el precio del modelo con motorización de gasolina, la opción más ahorradora será siempre el diésel por sus menores consumos, aunque ahora el diésel cueste algo más.